Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zucker fürs Gehirn

16.01.2012
Charité-Wissenschaftler entschlüsseln Mechanismus zur Verhinderung des programmierten Zelltods von Nervenzellen

Sauerstoff und Glukose sind die Nahrung unseres Gehirns. Fehlen sie, sterben die Nervenzellen ab, wie zum Beispiel beim Schlaganfall. Einen neuen Mechanismus, um dies zu verhindern, entdeckte nun ein internationales Forscherteam der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der kanadischen McMaster Universität. Die Ergebnisse der Studie wurden jetzt in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA veröffentlicht.

Ein kurzfristiger Sauerstoffentzug kann für Zellen im menschlichen Körper wie ein Training wirken. Sie überleben dadurch einen längeren Sauerstoffentzug besser – sie sind sozusagen vorbereitet. Zudem ist bekannt, dass bei Sauerstoffmangel auch der Zuckerstoffwechsel beeinflusst wird. Der Zuckerstoffwechsel und das programmierte Absterben einer Zelle wurden bisher jedoch als voneinander getrennte Abläufe betrachtet. Die Forschergruppe um die beiden Wissenschaftler Philipp Mergenthaler und Andreas Meisel, die im Exzellenzcluster NeuroCure an der Charité zusammenarbeiten, erklären nun den Zusammenhang dieser beiden Vorgänge. Ein Schlüsselenzym des Zuckerstoffwechsels, die sogenannte Hexokinase II, reguliert das Überleben der Zelle. Dieses Enzym verändert den Zucker-Nährstoff Glukose so, dass er von der Zelle verwendet werden kann. Die Forscher fanden heraus, dass das Enzym in den Nervenzellen des Gehirns bei Sauerstoffmangel aktiviert wird. Dies passiert beispielsweise beim Schlaganfall, einer Durchblutungsstörung des Gehirns, wodurch das Gehirn zu wenig Sauerstoff und Nährstoffe erhält. Hier übernimmt das Enzym eine schützende Funktion. „Dieser Selbstschutz der Nervenzelle stellt eine wichtige Grundlage für weitere Forschungen dar, aus der beispielsweise eine optimierte Schlaganfalltherapie entwickelt werden könnte“, so Meisel.

Die molekularen Mechanismen des Sauerstoffmangels und ein veränderter Zellstoffwechsel spielen jedoch nicht nur beim Schlaganfall eine Rolle, sondern sind unter anderem auch für die Tumorentstehung und die Abwehr von Infektionen durch das Immunsystem von großer Bedeutung. So wird das besagte Enzym beispielsweise für die Veränderung des Zuckerstoffwechsels bei bösartigen Tumoren mitverantwortlich gemacht. Es kann aber auch den Zelltod verursachen, und zwar dann, wenn bei normalem Sauerstoffangebot ein Glukosemangel in der Zelle herrscht. „Das Verständnis des grundlegenden Mechanismus, wie der Zuckerstoffwechsel den Zelltod reguliert, könnte daher einerseits zum Schutz vor Schlaganfall und andererseits zum gezielten Zelltod bei bösartigen Tumorerkrankungen genutzt werden“, erklärt Mergenthaler. Der Mechanismus, wie der Zuckerstoffwechsel den programmierten Zelltod regulieren kann, erweitert daher grundlegend das medizinische Verständnis einer Vielzahl von Erkrankungen.

Originalpublikation: Mergenthaler P, Kahl A, Kamitz A, van Laak V, Stohlmann K, Thomsen S, Klawitter H, Przesdzing I, Neeb L, Freyer D, Priller J, Collins TJ, Megow D, Dirnagl U, Andrews DW, Meisel A. Mitochondrial Hexokinase II (HKII) and phosphoprotein enriched in astrocytes (PEA15) form a molecular switch governing cellular fate depending on the metabolic state. Proc Natl Acad Sci USA 2012; published ahead of print January 10, 2012. doi: 10.1073/pnas.1108225109

NeuroCure wird als Exzellenzcluster im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder gefördert. Im Rahmen des seit 2007 geförderten Forschungsverbundes wird neurowissenschaftliche Grundlagenforschung und klinische Anwendung eng vernetzt betrieben, um neue Erkenntnisse zur Funktion des Nervensystems und dessen Erkrankungen in effektive Therapien übertragen zu können.

Kontakt:
Dr. Philipp Mergenthaler
Charité – Universitätsmedizin Berlin
NeuroCure Clinical Research Center
t: +49 30 450 560 020

Dr. Julia Biederlack | idw
Weitere Informationen:
http://www.charite.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu
05.12.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen
05.12.2016 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flüssiger Wasserstoff im freien Fall

05.12.2016 | Maschinenbau

Forscher sehen Biomolekülen bei der Arbeit zu

05.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungsnachrichten